CN203026941U - 一种直流远供系统局端的均流电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流远供系统局端的均流电路，该电路包括：对局端模块的输出电流进行采样，并将采样电流发送到比较放大模块和CPU处理模块的电流采样模块；获取各局端模块的输出电流的平均电流，将采样电流与平均电流进行比较后输出控制信号给控制芯片，并向比较放大模块传送所述平均电流的CPU处理模块；将采样电流与平均电流进行比较后输出控制信号给控制芯片的比较放大模块；根据控制信号控制隔离升压模块的输出电压的控制芯片；根据控制芯片的控制调节输出电压的隔离升压模块；通过本实用新型的方案，能够提高直流远供系统的稳压精度和电流均衡精度。

Description

一种直流远供系统局端的均流电路

技术领域

本实用新型涉及均流技术，尤其涉及一种直流远供系统局端的均流电路。

背景技术

直流远供电源作为一种解决移动基站、EPON和室内外机房建设的供电方式的应用越来越广泛，直流远供电源由局端和远端两部分组成，其局端将机房内稳定的电能通过复合光缆、双绞线缆或电力线缆输送至远端，为当地接电不便或供电不稳定的通信设备提供稳定、可靠、经济的电源供应。通信设备以及传输距离，要求远供系统的局端电源部分需要提供较大的功率输出，通常高达几千瓦，考虑到系统的稳定性，还要求电源需要有备份输出，因此远供系统的局端部分均为模块式，即多个局端模块组合成局端系统，共同提供功率输出，局端系统能不能长期稳定运行，局端模块间的均流度是一个重要指标。

局端模块间均流功能的实现电路有很多种，现有技术方案的基本原理如图1所示，输入模块将局端机房的电压传送到滤波防雷模块，滤波防雷模块对输入电压进行滤波防雷处理后传送到隔离升压模块，隔离升压模块的输入电压进行升压后传送到直流输出模块，由直流输出模块传送直流电压到远供电缆，电流采样模块通过对直流输出模块的输出电流进行采样，然后将采样电流与比较电流进行比较放大，然后反馈到局端模块的控制芯片，控制芯片根据接收到的信号，对隔离升压模块的输出电压进行调整，从而实现局端模块间的均流输出。

现有均流电路对直流输出的电流采样后，与之对比的比较电流通常为多个局端模块中的最大输出电流，于是实现均流的方法就是升高局端模块的输出电压，这样带来的后果是电压输出会偏高，系统的稳压精度降低，并且有可能带来安全隐患，实现的电流均衡精度不高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种直流远供系统局端的均流电路，提高直流远供系统的稳压精度和电流均衡精度。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型提供的一种直流远供系统局端的均流电路，该电路包括：

对局端模块的输出电流进行采样，并将采样电流发送到比较放大模块和CPU处理模块的电流采样模块；

获取各局端模块的输出电流的平均电流，将采样电流与平均电流进行比较后输出控制信号给控制芯片，并向比较放大模块传送所述平均电流的CPU处理模块；

将采样电流与平均电流进行比较后输出控制信号给控制芯片的比较放大模块；

根据控制信号控制隔离升压模块的输出电压的控制芯片；

根据控制芯片的控制调节输出电压的隔离升压模块。

上述方案中，所述电流采样模块包括：用于升压的第一电容和肖特基二极管、用于滤波的第二电容和第三电容、第四电容、用于放电的放电管、用于电流采样的第一电阻；

所述第一电容为电解电容，所述第一电容的正极与所述肖特基二极管的正极连接，所示第一电容的负极连接所述第一电阻，作为采样电流输出端；所述肖特基二极管的负极连接第二电容、第四电容和放电管，作为局端模块的正输出端；第三电容连接第二电容、第一电阻和电源地，作为局端模块的负输出端。

上述方案中，所述比较放大模块包括放大电路和比较电路。

上述方案中，所述放大电路包括：用于分压的第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻；用于电压反馈的第十电阻；用于稳压的稳压二极管；用于滤波的第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容；用于信号放大的第一放大器；

所述第二电阻、第三电阻、稳压二极管和第五电容构成基准电压电路，产生基准电压；第四电阻一端连接基准电压，另一端连接第六电阻和第九电阻；第五电阻一端连接基准电压，另一端连接第七电阻和第八电阻；第六电阻一端连接第四电阻，另一端连接电源地；第七电阻一端连接第五电阻，另一端连接采样电流输出端；采样电流输出端和电源地之间有第六电容；第八电阻一端连接第五电阻和第七电阻，另一端连接第一放大器的正输入端；第九电阻一端连接第四电阻和第六电阻，另一端连接第一放大器的负输入端；第十电阻反馈第一放大器输出的放大信号，对电源地连接第九电容，对第一放大器的负输入端连接第七电容；第八电容在第一放大器的正、负输入端之间。

上述方案中，所述比较电路包括：用于分压的第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻；用于电压反馈的第十七电阻、第十八电阻；用于输出控制信号的NPN三极管；用于滤波的第十电容、第十一电容；用于比较信号的比较器；

第十一电阻一端接入放大信号，另一端对电源地连接第十三电阻和对比较器的负输入端连接第十五电阻；第十二电阻的一端接入平均电流，另一端对电源地连接第十四电阻和对比较器的正输入端连接第十六电阻；第十七电阻和第十八电阻串联在比较器的输出端和负输入端之间；比较器的正、负输入端之间有第十电容；第十九电阻的一端连接比较器的输出端，另一端连接NPN三极管的基极和对电源地连接第二十电阻和第十一电容；NPN三极管的集电极连接第二十一电阻，输出控制信号，发射极接电源地。

上述方案中，所述CPU处理模块中还包括根据采样电流与平均电流的比较结果得到输出控制信号的控制信号产生电路。

上述方案中，所述控制信号产生电路包括：用于分压的第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十七电阻；用于电压反馈的第二十六电阻；用于滤波的第十二电容；用于放大信号的第二放大器；

第二十二电阻的一端连接CPU控制端信号，所述CPU控制端信号为采样电流与平均电流的比较结果，另一端连接第二放大器的负输入端和第二十三电阻；第二十三电阻一端连接基准电压，另一端连接第二十二电阻，并对电源地连接第二十四电阻；第二放大器的正输入端与输出端之间连接第二十六电阻，正输入端对电源地连接第二十五电阻，输出端连接第二十七电阻，输出控制信号；第十二电容连接在CPU控制端信号和电源地之间。

上述方案中，所述均流电路还包括：

将局端机房的电压传送到滤波防雷模块的输入模块、对输入电压进行滤波防雷处理后传送到隔离升压模块的滤波防雷模块、传送直流电压到远供电缆的直流输出模块。

本实用新型提供了一种直流远供系统局端的均流电路，该均流电路包括：对局端模块的输出电流进行采样，并将采样电流发送到比较放大模块和CPU处理模块的电流采样模块；获取各局端模块的输出电流的平均电流，将采样电流与平均电流进行比较后输出控制信号给控制芯片，并向比较放大模块传送所述平均电流的CPU处理模块；将采样电流与平均电流进行比较后输出控制信号给控制芯片的比较放大模块；根据控制信号控制隔离升压模块的输出电压的控制芯片；根据控制芯片的控制调节输出电压的隔离升压模块；如此，能够提高直流远供系统的稳压精度和电流均衡精度。

附图说明

图1为现有技术中直流远供系统局端的均流电路示意图；

图2为本实用新型提供的直流远供系统局端的均流电路示意图；

图3为本实用新型中电流采样模块的电路示意图；

图4为本实用新型中比较放大模块的放大电路示意图；

图5为本实用新型中比较放大模块的比较电路示意图；

图6为本实用新型中CPU处理模块的控制信号产生电路示意图。

具体实施方式

下面通过附图及具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

本实用新型实现一种直流远供系统局端的均流电路，如图2所示，该电路包括：电流采样模块11、CPU处理模块12、比较放大模块13、控制芯片14和隔离升压模块15；其中，

所述电流采样模块11，用于对局端模块的输出电流进行采样，并将采样电流发送到比较放大模块13和CPU处理模块12；

所述CPU处理模块12，用于获取各局端模块的输出电流的平均电流，将采样电流与平均电流进行比较后输出控制信号给控制芯片14，并向比较放大模块13传送所述平均电流；

所述比较放大模块13，用于将采样电流与平均电流进行比较后输出控制信号给控制芯片14；

所述控制芯片14，用于根据控制信号控制隔离升压模块15的输出电压；

所述隔离升压模块15，用于根据控制芯片14的控制调节输出电压。

所述CPU处理模块12，具体用于检测所有局端模块的总输出电流，将所述总输出电流除以局端模块数量得到所述平均电流；

所述电流采样模块11，如图3所示，包括：用于升压的第一电容C1和肖特基二极管D1、用于滤波的第二电容C2和第三电容C3、第四电容C4、用于放电的放电管F1、用于电流采样的第一电阻R1；其中，第一电容C1为电解电容，第一电容C1的正极与肖特基二极管D1的正极连接，第一电容C1的负极连接第一电阻R1，作为采样电流输出端IS1；肖特基二极管D1的负极连接第二电容C2、第四电容C4和放电管F1，作为局端模块的正输出端V_out+；第三电容C3连接第二电容C2、第一电阻R1和电源地，作为局端模块的负输出端V_out-；

所述比较放大模块13包括放大电路和比较电路，其中，所述放大电路，如图4所示，包括：用于分压的第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9；用于电压反馈的第十电阻R10；用于稳压的稳压二极管D2；用于滤波的第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9；用于信号放大的第一放大器U1；其中，所述第二电阻R2、第三电阻R3、稳压二极管D2和第五电容C5构成基准电压电路，产生基准电压VR1；第四电阻R4一端连接基准电压VR1，另一端连接第六电阻R6和第九电阻R9；第五电阻R5一端连接基准电压VR1，另一端连接第七电阻R7和第八电阻R8；第六电阻R6一端连接第四电阻R4，另一端连接电源地；第七电阻R7一端连接第五电阻R5，另一端连接采样电流输出端IS1；采样电流输出端IS1和电源地之间有第六电容C6；第八电阻R8一端连接第五电阻R5和第七电阻R7，另一端连接第一放大器U1的正输入端；第九电阻R9一端连接第四电阻R4和第六电阻R6，另一端连接第一放大器U1的负输入端；第十电阻R10反馈第一放大器U1输出的放大信号VE，对电源地连接第九电容C9，对第一放大器U1的负输入端连接第七电容C7；第八电容C8在第一放大器U1的正、负输入端之间；

所述比较电路，如图5所示，包括：用于分压的第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21；用于电压反馈的第十七电阻R17、第十八电阻R18；用于输出控制信号的NPN三极管Q1；用于滤波的第十电容C10、第十一电容C11；用于比较信号的比较器U2；其中，第十一电阻R11一端接入放大信号VE，另一端对电源地连接第十三电阻R13和对比较器U2的负输入端连接第十五电阻R15；第十二电阻R12的一端接入平均电流I_均，另一端对电源地连接第十四电阻R14和对比较器U2的正输入端连接第十六电阻R16；第十七电阻R17和第十八电阻R18串联在比较器U2的输出端和负输入端之间；比较器U2的正、负输入端之间有第十电容C10；第十九电阻R19的一端连接比较器U2的输出端，另一端连接NPN三极管Q1的基极和对电源地连接第二十电阻R20和第十一电容C11；NPN三极管Q1的集电极连接第二十一电阻R21，输出控制信号VF，发射极接电源地；

所述CPU处理模块12中包括根据采样电流与平均电流的比较结果得到输出控制信号的控制信号产生电路，如图6所示，所述控制信号产生电路包括：用于分压的第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十七电阻R27；用于电压反馈的第二十六电阻R26；用于滤波的第十二电容C12；用于放大信号的第二放大器U3；其中，第二十二电阻R22的一端连接CPU控制端信号VP，所述CPU控制端信号VP为采样电流与平均电流的比较结果，另一端连接第二放大器U3的负输入端和第二十三电阻R23；第二十三电阻R23一端连接基准电压VR1，另一端连接第二十二电阻R22，并对电源地连接第二十四电阻R24；第二放大器U3的正输入端与输出端之间连接第二十六电阻R26，正输入端对电源地连接第二十五电阻R25，输出端连接第二十七电阻R27，输出控制信号VF；第十二电容C12连接在CPU控制端信号VP和电源地之间；

上述均流电路还包括：将局端机房的电压传送到滤波防雷模块17的输入模块16、对输入电压进行滤波防雷处理后传送到隔离升压模块15的滤波防雷模块17、传送直流电压到远供电缆的直流输出模块18。

基于上述直流远供系统局端的均流电路，本实用新型还提供一种直流远供系统局端的均流方法，该方法包括：

对局端模块的输出电流进行采样；获取各局端模块的输出电流的平均电流；通过比较采样电流与平均电流控制局端模块的输出电压；

所述各局端模块的输出电流的平均电流为所有局端模块的总输出电流除以局端模块数量。

综上所述，采用比较放大模块与CPU处理模块的双重控制，并将输出电流的采样电流与平均电流进行比较放大，从而实现更高精度、更稳定的局端模块间的均流输出，一般情况下，采用本实用新型的方案能使均流输出稳压精度达到±1%。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种直流远供系统局端的均流电路，其特征在于，该电路包括：

对局端模块的输出电流进行采样，并将采样电流发送到比较放大模块和CPU处理模块的电流采样模块；

获取各局端模块的输出电流的平均电流，将采样电流与平均电流进行比较后输出控制信号给控制芯片，并向比较放大模块传送所述平均电流的CPU处理模块；

将采样电流与平均电流进行比较后输出控制信号给控制芯片的比较放大模块；

根据控制信号控制隔离升压模块的输出电压的控制芯片；

根据控制芯片的控制调节输出电压的隔离升压模块。

2.根据权利要求1所述的均流电路，其特征在于，所述电流采样模块包括：用于升压的第一电容和肖特基二极管、用于滤波的第二电容和第三电容、第四电容、用于放电的放电管、用于电流采样的第一电阻；

所述第一电容为电解电容，所述第一电容的正极与所述肖特基二极管的正极连接，所示第一电容的负极连接所述第一电阻，作为采样电流输出端；所述肖特基二极管的负极连接第二电容、第四电容和放电管，作为局端模块的正输出端；第三电容连接第二电容、第一电阻和电源地，作为局端模块的负输出端。

3.根据权利要求2所述的均流电路，其特征在于，所述比较放大模块包括放大电路和比较电路。

4.根据权利要求3所述的均流电路，其特征在于，所述放大电路包括：用于分压的第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻；用于电压反馈的第十电阻；用于稳压的稳压二极管；用于滤波的第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容；用于信号放大的第一放大器；

所述第二电阻、第三电阻、稳压二极管和第五电容构成基准电压电路，产生基准电压；第四电阻一端连接基准电压，另一端连接第六电阻和第九电阻；第五电阻一端连接基准电压，另一端连接第七电阻和第八电阻；第六电阻一端连接第四电阻，另一端连接电源地；第七电阻一端连接第五电阻，另一端连接采样电流输出端；采样电流输出端和电源地之间有第六电容；第八电阻一端连接第五电阻和第七电阻，另一端连接第一放大器的正输入端；第九电阻一端连接第四电阻和第六电阻，另一端连接第一放大器的负输入端；第十电阻反馈第一放大器输出的放大信号，对电源地连接第九电容，对第一放大器的负输入端连接第七电容；第八电容在第一放大器的正、负输入端之间。

5.根据权利要求4所述的均流电路，其特征在于，所述比较电路包括：用于分压的第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻；用于电压反馈的第十七电阻、第十八电阻；用于输出控制信号的NPN三极管；用于滤波的第十电容、第十一电容；用于比较信号的比较器；

第十一电阻一端接入放大信号，另一端对电源地连接第十三电阻和对比较器的负输入端连接第十五电阻；第十二电阻的一端接入平均电流，另一端对电源地连接第十四电阻和对比较器的正输入端连接第十六电阻；第十七电阻和第十八电阻串联在比较器的输出端和负输入端之间；比较器的正、负输入端之间有第十电容；第十九电阻的一端连接比较器的输出端，另一端连接NPN三极管的基极和对电源地连接第二十电阻和第十一电容；NPN三极管的集电极连接第二十一电阻，输出控制信号，发射极接电源地。

6.根据权利要求1所述的均流电路，其特征在于，所述CPU处理模块中还包括根据采样电流与平均电流的比较结果得到输出控制信号的控制信号产生电路。

7.根据权利要求6所述的均流电路，其特征在于，所述控制信号产生电路包括：用于分压的第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十七电阻；用于电压反馈的第二十六电阻；用于滤波的第十二电容；用于放大信号的第二放大器；

第二十二电阻的一端连接CPU控制端信号，所述CPU控制端信号为采样电流与平均电流的比较结果，另一端连接第二放大器的负输入端和第二十三电阻；第二十三电阻一端连接基准电压，另一端连接第二十二电阻，并对电源地连接第二十四电阻；第二放大器的正输入端与输出端之间连接第二十六电阻，正输入端对电源地连接第二十五电阻，输出端连接第二十七电阻，输出控制信号；第十二电容连接在CPU控制端信号和电源地之间。

8.根据权利要求1所述的均流电路，其特征在于，所述均流电路还包括：

将局端机房的电压传送到滤波防雷模块的输入模块、对输入电压进行滤波防雷处理后传送到隔离升压模块的滤波防雷模块、传送直流电压到远供电缆的直流输出模块。

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